Создание цифровой городской модели (3D) для крупных городов

Создание цифрового двойника в части цифровой городской модели (3D) для крупных городов с населением более 100 000 человек 

Создание цифровой городской модели (3D) для крупных городов с населением более 100 000 человек, административных и промышленных центров, городов с высоким уровнем проникновения телекоммуникационных сетей последних технологий и развития микро-планирования, городов с высоким уровнем нового строительства.

Требуемый состав цифровой 3D модели:

• Цифровая Модель поверхности;
• Цифровая Модель Рельефа;
• Клаттерная Модель;
• Векторная Модель;
• Высотная Модель Препятствий (здания, растительность, инженерные сооружения).

Параметры точности для 3D моделей

Виды работ, выполненные при создании цифровой 3D модели:

• Подбор и заказ космических снимков, удовлетворяющих условиям технического задания (ТЗ), cтереофотограмметрическая обработка космических снимков и создание ортофотопланов;
• Подбор, анализ и получение исходных векторных данных на территорию интереса, архивных топографических карт и планов в растровом и векторном виде;
• Создание Цифровой Модели Рельефа;
• Создание Цифровой Модели Поверхности;
• Создание Высотной Модели Препятствий;
• Создание Векторной Модели;
• Создание Клаттерной Модели.

1. В соответствии с ТЗ, для создания цифровой модели 3D необходимо было использовать цифровой ортофотоплан, созданный по актуальным материалам дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с разрешением 0,5 м. В качестве исходных данных были подобраны космические снимки KOMPSAT с пространственным разрешением панхроматического канала 0,5 м. и мультиспектрального канала 2,0 м.

В результате фотограмметрической обработки был получен ортофотоплан города, выполнена радиометрическая цветокоррекция, цвета сбалансированы и приведены к натуральным тонам, а также проведены работы по уравниванию цвета на каждом изображении отдельно.

Рисунок 1. Исходные космические снимки

2. Подбор, анализ и получение исходных векторных данных и архивных топографических карт масштаба 1:10 000 – 1:25 000 в растровом и векторном виде включает систематизацию исходного материала, проверку полноты данных, учёт и хранение. Весь исходный материал, используемый для производства работ, проходит входной контроль. Векторные данные, топографические карты в растровом и векторном виде, используемые для создания цифровой модели, являются основой для формирования первоначального набора векторных слоев, которые в дальнейшем обновляются и исправляются по цифровому ортофотоплану.

3. Создание Цифровой Модели Рельефа и Цифровой Модели Поверхности выполнялось путем фотограмметрической обработки космических снимков с разрешением 0,5 м. Высотные Модели Препятствий определялась вычислением разности между растрами Цифровой Модели Поверхности (DSM, вершины деревьев, зданий и других объектов) и Цифровой Модели Рельефа (DTM, уровень земли) и уточнялись по стереоснимкам в автоматическом или полуавтоматическом режиме с использованием прямых и косвенных признаков изображения.

4. Высотная Модель Препятствийгорода определялась вычислением разности между растрами Цифровой Модели Рельефа и Цифровой Модели Поверхности и уточнялась по изображениям одиночных и стереоснимков с помощью подсчета количества этажей, изобразившихся на наклонной стороне зданий и на основе измерения длины теней зданий и сооружений на местности.

Рисунок 4. Фрагмент Высотной Модели Препятствий

5. Подготовленные векторные слои дополнялись сведениями о типе объектов и формировались в набор данных «Векторная модель» в формате *.tab.

Векторная Модель включает следующие объекты:

• Линейные Объекты - Береговые линии рек, озер, морей, реки шириной менее 10м. Автомобильные и железные дороги, административные границы, территории аэропортов;
• Контуры строений с индивидуальными высотами;
• Текстовые метки - Наименование административных областей, районов, сельских округов, населенных пунктов, дорог, водоемов, рек.

Рисунок 5. Фрагмент Векторной Модели

6. Для создания продукта «Клаттерная модель» векторные слои приводились к необходимому виду и наполнялись необходимой семантической информацией в соответствии со списком 20 классов клаттеров для 3D модели

Рисунок 6. Фрагмент Клаттерной Модели

Комплект материалов, передаваемых Заказчику, включает:

• Ортофотоплан
• Цифровая Модель Рельефа;
• Цифровая Модель поверхности;
• Высотная Модель Препятствий;
• Векторная Модель;
• Клаттерная Модель.

Цифровые модели подготовлены на основе Проекции UTM, Эллипсоида WGS-84, Балтийской системой высот и полностью совместимыми с инструментом планирования Mentum Planet, а также имеют возможность предоставления в форматах совместимыми с программами ASSET, ATOLL и Mapinfo.

Указанные материалы используются Заказчиком для решения следующих задач:

• Создание цифрового двойника города;
• Пространственный анализ существующих сетей и окружающей среды;
• Пространственный анализ и моделирование при планировании нговых сетей;
• Выбор участка с соответствующими расчетами для сотовых антенн, PCS радиопортов, узлов фибера, ретрансляторов;
• Определение оптимального маршрута прокладки кабеля с учетом центральных линий улиц и железных дорог, а также различных подземных коммуникаций;
• Определение оптимального расположения радиорелейных линий с учетом профилей поверхности;
• Олределение оптической видимости из мест расположения антенн;
• Моделирование распространения радиоволн и анализ зон их действия;
• Получение географически привязанных измерений величин электромагнитного поля (ГИС+GPS) и его анализ.